滿(mǎn)堂支架計(jì)算書(shū).doc

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附件一 興寧至汕尾高速公路五華至陸河段石下樞紐互通工程 A匝道1號(hào)橋現(xiàn)澆箱梁滿(mǎn)堂支架計(jì)算書(shū) 編 制： 審 核： 審 批： 施工單位：中交第二公路工程局有限公司 編制日期：二○一七年五月一日 1.支架驗(yàn)算 1.1布置說(shuō)明： 滿(mǎn)堂支架采用外徑φ48mm，壁厚3.5mm碗扣件組成，布置為縱橫向立桿間距底板和翼板按60cm×60cm布置，縱橫向立桿間距腹板底按60cm×30cm布置，橫梁2m范圍內(nèi)縱橫向立桿間距底板按60cm×30cm布置，縱橫向立桿間距翼板底按60cm×60cm布置；支架最高高度9.695m，步距1.2m，設(shè)置一排縱、橫向聯(lián)接橫管，使所有立桿聯(lián)成整體；為確保支架的整體穩(wěn)定性，在每4.5m縱向立桿和每4.5m橫向立桿各設(shè)置一道剪刀撐。支架搭設(shè)好后，測(cè)量每10m放出高程控制點(diǎn)，然后掛線，將可調(diào)頂托調(diào)整到計(jì)算高程位置，本支架使用的可調(diào)頂托可調(diào)范圍為20cm左右。然后鋪設(shè)縱橫向方木，縱向按60cm間距布置，橫向按60cm和30cm間距（腹板處及橫梁2m范圍內(nèi)橫向均為30cm）布置，完成后，再鋪設(shè)底模，模板采用2cm竹膠板。模板安裝完成即可進(jìn)行支架預(yù)壓。滿(mǎn)堂支架布置示意圖如下： 15 A匝道1#橋滿(mǎn)堂支架跨中橫向布置斷面圖（單位：cm） A匝道1#橋滿(mǎn)堂支架橋墩2m范圍橫向布置斷面圖（單位：cm） A匝道1#橋滿(mǎn)堂支架縱向布置圖（單位：cm） A匝道1#橋滿(mǎn)堂支架平面布置圖（單位：cm） 1.2設(shè)計(jì)參數(shù)： (依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》取值)： 鋼材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fm=215MPa 鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv=125MPa 彈性模量 E=2.1×105MPa 表1.2-1 碗扣式鋼管截面特性 外徑 d(mm) 壁厚 t(mm) 截面積A(mm2) 慣性矩I(mm4) 抵抗矩W(mm3) 回轉(zhuǎn)半徑 i（mm） 每米長(zhǎng)自重（kg） 48 3.0 4.24×102 1.078×105 4.49×103 15.94 壁厚實(shí)際為3.5mm，基于安全考慮壁厚按3.0mm計(jì)算： 表1.2-2　立桿允許設(shè)計(jì)荷載 名稱(chēng) 步距(m) 允許設(shè)計(jì)荷載(kN) 立桿 0.6 40 1.2 30 2.橋墩2m范圍支架檢算 3號(hào)～4號(hào)墩兩側(cè)各2m范圍支架按60cm×30cm間距布置，該斷面面積為21.875㎡（電子圖計(jì)算），底板寬度為8.75m，該位置長(zhǎng)度為2m。對(duì)該位置進(jìn)行支架檢算： i、支架布置以60×30cm間距布置，鋼筋砼重量以25KN/m3計(jì) 每延米砼重量為：21.875×1×25=546.875（KN） 則單位面積承重為q1=546.875/（8.75×1）=62.5（KN/㎡） 由于鋼管布置為60cm×30cm，則 單根承載力為：q1=62.5KN/㎡×0.6×0.3=11.25(KN/根) ii、底模及內(nèi)模構(gòu)造荷載 取 q2=5KN/㎡ iii、扣件支架自重（按最高度9.695m計(jì)算） 立桿自重（采用φ48×3.5㎜，碗扣式鋼管單位重量為5.602kg/m） q31=0.05602×9.695=0.543（KN/根） 可調(diào)托座 q32=0.045KN/m×1個(gè)=0.045（KN/根） 橫桿自重 q33=0.0247KN/m×8×0.3=0.118（KN/根） 所以碗扣式鋼管腳手支架自重： q3=q31+q32+q33=0.543+0.045+0.118=0.706（KN/根） iv、施工活載（參照規(guī)范4.2.2表中結(jié)構(gòu)支架施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值，以3KN/㎡計(jì)，基于安全考慮，取5KN/㎡） q4=5KN/㎡ v、單根立桿設(shè)計(jì)軸向力 荷載組合： 施工恒載：NGK=q1+q2×0.6×0.3+q3 =11.25+5×0.6×0.3+0.706 =12.856（KN/根） 活荷載：NQK=q4×0.6×0.3=5×0.6×0.3=0.9（KN/根） 軸向力：N=1.2 NGK＋1.4 NQK = 1.2×12.856＋1.4×0.9 =16.69(KN/根) vi、碗扣式支架穩(wěn)定性檢算 查表5.1.7得：截面面積A=424㎜2; 回轉(zhuǎn)半徑i=1.59cm 則λ=I0/i=120/1.59=75 查表得ф=0.813 N/(ф×A)=16690/（0.813×424）=48.4Mpa<205Mpa （其中Q235鋼管容許應(yīng)力為205 Mpa） 根據(jù)以上計(jì)算可知，立桿的穩(wěn)定性符合要求。 3.跨中支架檢算 3號(hào)～4號(hào)跨中碗扣式腳手架按60cm×60cm間距布置，其斷面面積9.035㎡，箱梁底板寬度為8.75m（用電子圖計(jì)算），對(duì)該位置進(jìn)行支架檢算： i、支架布置以60×60cm間距布置，鋼筋砼重量以25KN/m3計(jì) 每延米砼重量為：9.035×1×25=225.87（KN） 則單位面積承重為q1=225.87/（8.75×1）=25.8（KN/㎡） 由于鋼管布置為60cm×60cm，則 單根承載力為：25.8KN/㎡×0.6×0.6=9.288(KN/根) ii、底模及內(nèi)模構(gòu)造荷載 取 q2=5KN/㎡ iii、扣件支架自重（按高度9.695m計(jì)算） 立桿自重（采用φ48×3.5㎜，碗扣式鋼管單位重量為5.602kg/m） q31=0.05602×9.695=0.543（KN/根） 可調(diào)托座 q32=0.045KN/m×1個(gè)=0.045（KN/根） 橫桿自重 q33=0.0247KN/m×8×0.6=0.119（KN/根） 所以碗扣式鋼管腳手支架自重： q3=q31+q32+q33=0.543+0.045+0.119=0.707（KN/根） iv、施工活載（參照規(guī)范4.2.2表中結(jié)構(gòu)腳手架施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值，以3KN/㎡計(jì)，基于安全考慮，取5KN/㎡） q4=5KN/㎡ v、單根立桿設(shè)計(jì)軸向力 荷載組合： 施工恒載：NGK=q1+q2×0.6×0.6+q3 =9.288+5×0.6×0.6+0.707 =11.795（KN/根） 活荷載：NQK=q4×0.6×0.6=5×0.6×0.6=1.8（KN/根） 軸向力：N=1.2 NGK＋1.4 NQK = 1.2×11.795＋1.4×1.8 =16.674(KN/根) vi、碗扣式支架穩(wěn)定性檢算 查表5.1.7得：截面面積A=424㎜2; 回轉(zhuǎn)半徑i=1.59cm 則λ=I0/i=120/1.59=75 查表得ф=0.813 N/(ф×A)=16674/（0.813×424）=48Mpa<205Mpa （其中Q235鋼管容許應(yīng)力為205 Mpa） 根據(jù)以上計(jì)算可知，立桿的穩(wěn)定性符合要求。 4.橋墩兩側(cè)2m范圍內(nèi)縱橫方木力學(xué)檢算 縱向方木采用15×10cm，橫向采用10×10cm，材質(zhì)為松木，按較低強(qiáng)度等級(jí)TC13取值，抗彎允許應(yīng)力fm=13（N/mm2），順紋抗剪fv=1.4（N/mm2），橫紋局部承壓fc90=1.9（N/mm2），彈性模量E=10000（N/mm2），露天折減系數(shù)為0.9。A=100c㎡，I=833cm4，Wa=167cm3。 i 、箱梁混凝土荷載： 支架布置以60×30cm間距布置，鋼筋砼重量以25KN/m3計(jì) 每延米砼重量為：21.875×1×25=546.875（KN） 則單位面積承重為q1=546.875/（8.75×1）=62.5（KN/㎡） ii、施工荷載 a、底模及內(nèi)模構(gòu)造荷載 取 q2=5KN/㎡ b、其他或荷載 取 q4= 5KN/㎡ iii、荷載組合，由于支架布置為60cm×30cm，則 q=(q1+q2+q4)L=（62.5+5+5）×0.3=21.75（KN/m） 即 q=21.75×1000 =2.175×104 （N/m） iv、木楞跨中彎矩 Mmax=ql2/8=2.175×104×0.62/8=978.75（N·m） v、彎應(yīng)力驗(yàn)算 σm=M/Wa=978.75/（167/1000000）=5.86×106（N/㎡） 即 σm=5.86×106/1000000 =5.86（N/mm2）<11.7（N/mm2） 其中：抗彎容許應(yīng)力為fm=13×0.9=11.7（N/mm2） 滿(mǎn)足要求。 vi、局部承壓應(yīng)力驗(yàn)算 荷載：q×0.3/2=2.175×104×0.3/2=3263（N） 承壓應(yīng)力：3263/（100×100）=0.326（N/mm2）< fc90=1.71（N/mm2） 其中：橫紋局部承壓fc90=1.9×0.9=1.71（N/mm2） 滿(mǎn)足要求。 vii、剪應(yīng)力驗(yàn)算 荷載：q×0.6/2=2.175×104×0.6/2=6525（N） 承壓應(yīng)力：6525/（100×100）=0.653（N/mm2）< fv=1.26（N/mm2） 其中：fv=1.4×0.9=1.26（N/mm2） 滿(mǎn)足要有。 5.跨中縱橫向方木力學(xué)檢算 i 、箱梁混凝土荷載： 支架布置以60cm×60cm間距布置，鋼筋砼重量以25KN/m3計(jì) 每延米砼重量為：9.035×1×25=225.87（KN） 則單位面積承重為q1=225.87/（8.75×1）=25.8（KN/㎡） ii、施工荷載 a、底模及內(nèi)模構(gòu)造荷載 取 q2=5KN/㎡ b、其他或荷載 取 q4=5KN/㎡ iii、荷載組合，由于支架布置為60cm×60cm，腹板底支架橫向間距為30cm，則 q=（q1+q2+q4）L=（25.8+5+5）×0.3=10.74（KN/m） 即 q=10.74×1000 =1.074×104 （N/m） iv、木楞跨中彎矩 Mmax=ql2/8=1.074×104×0.62/8=483（N·m） v、彎應(yīng)力驗(yàn)算 σm=M/Wa=483/（167/1000000）=2.89×106（N/㎡） 即 σm=2.89×106/1000000 =2.89（N/mm2）<11.7（N/mm2） 其中：fm=13×0.9=11.7（N/mm2） 滿(mǎn)足要求。 vi、局部承壓應(yīng)力驗(yàn)算 荷載：q×0.3/2=1.074×104×0.3/2=1611（N） 承壓應(yīng)力：1611/（100×100）=0.161（N/mm2）< fc90=1.71（N/mm2） 其中：fc90=1.9×0.9=1.71（N/mm2） 滿(mǎn)足要求。 vii、剪應(yīng)力驗(yàn)算 荷載：q×0.6/2=1.074×104×0.6/2=3222（N） 承壓應(yīng)力：3222/（100×100）=0.322（N/mm2）< fv=1.26（N/mm2） 其中：fv=1.4×0.9=1.26（N/mm2） 滿(mǎn)足要求。 6.地基承載力計(jì)算 地基處理范圍為橋梁投影每側(cè)各出1.5m，周?chē)O(shè)置50×50cm的排水溝,填土段要求分層壓實(shí)，原狀土段要求清表后壓實(shí)，壓實(shí)度不低于93%。支架底托為15cm×10cm，底托下為15cm×10cm方木，方木下面為15cm厚C25砼防水層，最下面鋪石渣?；炷恋臄U(kuò)散角按45°取，石渣的擴(kuò)散角按45°考慮。 根據(jù)上面的計(jì)算，再考慮立桿自重，按16.69KN考慮。 （1）混凝土墊層承載力，由上可知立桿最大軸力為16.69KN, A1為底托面積，15cm×15cm。 σ1=F1/A1=16.69/0.152=741KPa （2）10cm防水層承載力（混凝土厚度按15cm驗(yàn)算） L2=0.15+2×0.15×tg45°=0.35m σ2=F1/A2=16.69/0.452=82KPa<200kPa 石渣墊層或地基的強(qiáng)度需為200kPa才能滿(mǎn)足要求，故施工前進(jìn)行承載力實(shí)驗(yàn)，達(dá)到要求后方可施工。